Передача, распределение и накопление электроэнергии

Некоторые способы и средства стабилизации напряжения в силовых сетях объектов

17 августа 2023 г. в 10:27

Важность нивелирования «первопричины» ухудшения параметров качества электроэнергии. «Традиционные» и новые технические средства стабилизации напряжения в силовых сетях объектов. Феррорезонансные трансформаторы и магнитные синтезаторы.

В силовой сети объекта любого назначения напряжение является «маркером» качества электроэнергии, причем в достаточной степени регулируемым, хотя:

  • далеко не все «традиционные» технические средства для стабилизации напряжения можно признать пригодными для использования в современных силовых сетях с быстроизменяющейся нелинейной нагрузкой и чувствительным оборудованием под управлением автоматических или автоматизированных систем;
  • исходя из банального здравого смысла решение любой проблемы следует начинать с поиска и максимально возможного устранения первопричины, причем отнюдь не стоит «опускать руки» в ситуациях, когда причиной искажений напряжения являются критически важные компоненты силовой сети (оборудование, устройства, системы).

Так, в число главных «ответственных» за отклонения параметров качества (см. более детально в этом материале) входят мощные нагрузки, включение (и отключение) которых приводит к скачкообразному повышению (снижению при отключении) тока и, соответственно просадке напряжения (или перенапряжению). Однако компенсировать повышенную потребность в реактивной энергии для возбуждения магнитного поля обмоток электродвигателей, трансформаторов можно конденсаторными установками коррекции коэффициента мощности (УКРМ). В свою очередь уменьшить негативы переходных процессов при коммутации ступеней УКРМ, УКРМТ реально снижением мощности конденсаторных батарей, причем совсем не обязательно выполнять «дробление» мощности УКРМ созданием большого числа ступеней, что дорого, материалоемко и мало эффективно – проблема сегодня решается разработкой бинарных УКРМТ (более детально о бинарных конденсаторных и реакторных группах с тиристорными вентилями здесь). Аналогично искажения напряжения (и тока, частоты) из-за эмиссии гармоник при работе преобразователей, коммутации полупроводниковыми ключами и т.д., а также трансмиссии гармонических возмущений из «смежных» по точке общего присоединения силовых сетей, эффективно устраняются пассивными, гибридными или активными фильтрами гармоник (АФГ).

Т.е. прежде, чем использовать различные технические средства, ориентированные на стабилизацию сетевого напряжения, нужно найти «виновника» искажений, максимально устранить проблему «по месту», а также оценить возможность проведения организационных мероприятий, что будет дешевле и эффективнее (см. диаграмму и решения проблемы искажений напряжения в этом материале).

«Традиционные» и новые технические средства стабилизации напряжения в силовых сетях объектов

С развитием технологий, появлением новых материалов перечень технических средств для стабилизации напряжения в силовых сетях промышленных и непромышленных объектов значительно расширился, причем даже «традиционные» ИБП (источники бесперебойного питания), вольтодобавочные преобразователи, феррорезонансные трансформаторы и т.д. претерпели существенные изменения. Однако все электронно-электрические, электромеханические преобразователи, включая мотор-генераторы (мotor-generator – M-G) и супермаховики, сверхпроводящие индукционные (СПИН), инерционные (ИНЭ) накопители, «суперконденсаторы (конденсаторы с двойным электрическим слоем – КДЭС), магнитные синтезаторы (Magnetic synthesizers), сверхпроводящие накопители магнитной энергии (Superconducting magnetic energy storage – SMES) и т.д. и т.п. имеют свои особенности, преимущества и недостатки, специфику и эффективность применения в силовых сетях с разными типом и характером нагрузки.

Феррорезонансные трансформаторы и магнитные синтезаторы

Феррорезонансные трансформаторы, часто называемые трансформаторами постоянного напряжения (constant-voltage transformers – CVT) могут работать в условиях просадки напряжения, но эффективны в основном для постоянных нагрузок малой мощности.

Принципиальная схема и зависимость допустимого падения напряжения от нагрузки типичного феррорезонансного трансформатора показана на рис. ниже, где видно, что для нормальной работы (выходное напряжение не ниже 90% от опорного) мощность нагрузки не должна превышать 25% мощности трансформатора при падении напряжения до 30% от опорного, 50% при просадке до 47%, 75% при снижении до 58%.

Принципиальная схема допустимого падения напряжения от нагрузки типичного феррорезонансного трансформатора
Зависимость допустимого падения напряжения от нагрузки типичного феррорезонансного трансформатора

Т.е. CVT материалоемкие, сравнительно малоэффективные и на практике не пригодны для работы с быстроизменяющейся нелинейной нагрузкой и переходными процессами с большими амплитудами пусковых токов.

Магнитные синтезаторы относят к техническим средствам с автоматической стабилизацией формы синусоиды напряжения (и тока) и обеспечивают защиту от просадок, провалов, перенапряжений, импульсных помех, гармоник, сверх- и интергармоник. Напряжение на выходе формируется путем наложения прямоугольных импульсов от входящих в устройство трансформаторов с насыщением, причем энергия накапливается в реакторах и конденсаторах, что позволяет выводить почти «чистую» форму сигнала с минимальными гармоническими искажениями.

Рис. Структурная схема типового магнитного синтезатора.

Магнитные синтезаторы эффективны для диапазона нагрузок от 15 до 200 кВА и обычно применяются для стабилизации напряжения крупных вычислительных систем, где просадки или колебания напряжения являются серьезными проблемами.

О супермаховиках, суперконденсаторах, сверхпроводящих накопителях магнитной энергии и др. в следующем материале цикла.

#качествоЭлектроэнергии

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Стабилизаторы напряжения Энергия Ultra

Стабилизатор сетевого напряжения однофазный предназначен для непрерывного обеспечения качественным и стабильным электропитанием различных потребителей в условиях больших по значению и длительности отклонений напряжения в электрической сети от номинального, защиты приборов-потребителей от высокочастотных и высоковольтных импульсов. Стабилизатор обеспечивает: -основные технические характеристики; -индикацию основных режимов работы стабилизатора, входного и выходного напряжения; -автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании или перегрузке; -автоматическое отключение нагрузки при появлении на выходе стабилизатора опасного для подключенной нагрузки пониженного или повышенного напряжения; -непрерывное измерение действующих значений входного тока, входного и выходного напряжений в -каждом периоде сетевой частоты, и реакцию на их изменение не более 20 мс; -охлаждение автотрансформатора и силовых ключей с помощью вентилятора; -возможность работы в режиме «Транзит» в аварийной ситуации; -непрерывный, круглосуточный режим работы. -Изделие соответствует требованиям российских и международных стандартов. Технические условия и нормативная база на изделие устанавливаются стандартом предприятия Компании-продавца. Особенности —полностью металлический корпус — повышенная безопасность -цифровой дисплей для отображения параметров работы стабилизатора -тиристорные ключи — высокая надежность и увеличенный рабочий ресурс -микропроцессорное управление — залог точной и бесперебойной работы устройства -режим байпас — возможность питания потребителей в обход стабилизатора -возможность настенного крепления -принудительное охлаждение позволяет реализовать дополнительную защиту от перегрева Преимущества -Диапазон регулировки: по точности: 125–254 В, по защите: 60–305 В. -Высокая точность стабилизации. -Стабильная работа при резких скачках напряжения. -Удобная цифровая индикация, LED дисплей. -Повышенная морозоустойчивость. -Высокая надежность (средний срок службы при...
Смолич Елена · НПК Электроэнергетика · Вчера · Россия · Московская обл
Стабилизаторы напряжения Энергия Ultra

ПРОДАМ: Стабилизаторы напряжения Энергия Classic

Стабилизатор сетевого напряжения однофазный предназначен для непрерывного обеспечения качественным и стабильным электропитанием различных потребителей в условиях больших по значению и длительности отклонений напряжения в электрической сети от номинального, защиты приборов-потребителей от высокочастотных и высоковольтных импульсов. Стабилизатор обеспечивает: -основные технические характеристики; -индикацию основных режимов работы стабилизатора, входного и выходного напряжения; -автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании или перегрузке; -автоматическое отключение нагрузки при появлении на выходе стабилизатора опасного для -подключенной нагрузки пониженного или повышенного напряжения; -непрерывное измерение действующих значений входного тока, входного и выходного напряжений в -каждом периоде сетевой частоты, и реакцию на их изменение не более 20 мс; -охлаждение автотрансформатора и силовых ключей с помощью вентилятора; -возможность работы в режиме «Транзит» в аварийной ситуации; -непрерывный, круглосуточный режим работы. -Изделие соответствует требованиям российских и международных стандартов. Технические условия и нормативная база на изделие устанавливаются стандартом предприятия Компании-продавца. Особенности —полностью металлический корпус — повышенная безопасность -цифровой дисплей для отображения параметров работы стабилизатора -тиристорные ключи — высокая надежность и увеличенный рабочий ресурс -микропроцессорное управление — залог точной и бесперебойной работы устройства -режим байпас — возможность питания потребителей в обход стабилизатора -возможность настенного крепления -принудительное охлаждение позволяет реализовать дополнительную защиту от перегрева Преимущества -Диапазон регулировки: по точности: 125–254 В, по защите: 60–305 В. -Высокая точность стабилизации. -Стабильная работа при резких скачках напряжения. -Удобная цифровая индикация, LED дисплей. -Повышенная морозоустойчивость. -Высокая надежность (средний срок службы при...
Смолич Елена · НПК Электроэнергетика · Вчера · Россия · Московская обл
Стабилизаторы напряжения Энергия Classic

ПРОДАМ: Тиристорные однофазные стабилизаторы напряжения серии Ultra

Стабилизатор сетевого напряжения однофазный предназначен для непрерывного обеспечения качественным и стабильным электропитанием различных потребителей в условиях больших по значению и длительности отклонений напряжения в электрической сети от номинального, защиты приборов-потребителей от высокочастотных и высоковольтных импульсов. Стабилизатор обеспечивает: — основные технические характеристики; — индикацию основных режимов работы стабилизатора, входного и выходного напряжения; — автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании или перегрузке; — автоматическое отключение нагрузки при появлении на выходе стабилизатора опасного для подключенной нагрузки — пониженного или повышенного напряжения; — непрерывное измерение действующих значений входного тока, входного и выходного напряжений в каждом периоде — сетевой частоты, и реакцию на их изменение не более 20 мс; — охлаждение автотрансформатора и силовых ключей с помощью вентилятора; — возможность работы в режиме «Транзит» в аварийной ситуации; — непрерывный, круглосуточный режим работы. Изделие соответствует требованиям российских и международных стандартов. Технические условия и нормативная база на изделие устанавливаются стандартом предприятия Компании-продавца. Особенности: — полностью металлический корпус – повышенная безопасность; — цифровой дисплей для отображения параметров работы стабилизатора; — тиристорные ключи – высокая надежность и увеличенный рабочий ресурс; — микропроцессорное управление – залог точной и бесперебойной работы устройства; — режим байпас – возможность питания потребителей в обход стабилизатора; — возможность настенного крепления; — принудительное охлаждение позволяет реализовать дополнительную защиту от перегрева. Преимущества: — Диапазон регулировки: по точности: 125–254 В, по защите: 60–305 В. — Высокая точность стабилизации. — Стабильная работа при резких скачках напряжения. — Удобная цифровая индикация, LED дисплей. — Повышенная морозоустойчивость. — Высокая...
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · 16 мая · Россия · г Москва
Тиристорные однофазные стабилизаторы напряжения серии Ultra

ПРОДАМ: Симисторные однофазные стабилизаторы напряжения ЭНЕРГИЯ Voltron

Стабилизатор сетевого напряжения симисторный Энергия Premium предназначен для обеспечения стабильным электропитанием различных потребителей в условиях больших по значению и длительности отклонений напряжения от номинального во внешней электрической сети. Стабилизатор обеспечивает: — поддержание на выходе напряжения переменного тока частотой 50Гц в пределах 220В+1,5% при изменении входного напряжения от 95 до 275В; — индикацию основных режимов работы стабилизатора, входного и выходного напряжения; — автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании или перегрузке; — автоматическое отключение нагрузки при появлении на выходе стабилизатора опасного для подключенной нагрузки — пониженного или повышенного напряжения; — охлаждение автотрансформатора и других узлов с помощью вентилятора; — непрерывный, круглосуточный режим работы. Изделие соответствует требованиям российских и международных стандартов. Технические условия и нормативная база на изделие устанавливаются стандартом предприятия Компании-производителя. Особенности: — полностью металлический корпус – повышенная безопасность; — цифровой дисплей для отображения параметров работы стабилизатора; — симисторные ключи – высокая надежность и увеличенный рабочий ресурс; — микропроцессорное управление – залог точной и бесперебойной работы устройства; — режим байпас – возможность питания потребителей в обход стабилизатора; — возможность настенного крепления; — принудительное охлаждение позволяет реализовать дополнительную защиту от перегрева. Преимущества: — Диапазон регулировки: по точности 95–275 В, по защите 90–280 В. — Увеличенная скорость стабилизации. — Плавность работы. — Низкий уровень шума. — Совместимость с любыми типами осветительных ламп. — Высокий КПД – не менее 98%. — Система аварийного отключения. — Функция термозащиты. Виды защиты: — двухступенчатая защита от перегрузки; — двухступенчатая защита от коротких замыканий; — тепловая защита; — защита от повышенного напряжения; — защита от...
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · 20 мая · Россия · г Москва
Симисторные однофазные стабилизаторы напряжения ЭНЕРГИЯ Voltron

ПРОДАМ: Тиристорные однофазные стабилизаторы напряжения серии Classic

Стабилизатор сетевого напряжения однофазный предназначен для непрерывного обеспечения качественным и стабильным электропитанием различных потребителей в условиях больших по значению и длительности отклонений напряжения в электрической сети от номинального, защиты приборов-потребителей от высокочастотных и высоковольтных импульсов. Стабилизатор обеспечивает: — основные технические характеристики; — индикацию основных режимов работы стабилизатора, входного и выходного напряжения; — автоматическое отключение нагрузки при коротком замыкании или перегрузке; — автоматическое отключение нагрузки при появлении на выходе стабилизатора опасного для подключенной нагрузки — пониженного или повышенного напряжения; — непрерывное измерение действующих значений входного тока, входного и выходного напряжений в каждом периоде сетевой частоты, и реакцию на их изменение не более 20 мс; — охлаждение автотрансформатора и силовых ключей с помощью вентилятора; — возможность работы в режиме «Транзит» в аварийной ситуации; — непрерывный, круглосуточный режим работы. Изделие соответствует требованиям российских и международных стандартов. Технические условия и нормативная база на изделие устанавливаются стандартом предприятия Компании-продавца. Особенности: — полностью металлический корпус – повышенная безопасность; — цифровой дисплей для отображения параметров работы стабилизатора; — тиристорные ключи – высокая надежность и увеличенный рабочий ресурс; — микропроцессорное управление – залог точной и бесперебойной работы устройства; — режим байпас – возможность питания потребителей в обход стабилизатора; — возможность настенного крепления; — принудительное охлаждение позволяет реализовать дополнительную защиту от перегрева. Преимущества: — Диапазон регулировки: по точности: 125–254 В, по защите: 60–305 В. — Высокая точность стабилизации. — Стабильная работа при резких скачках напряжения. — Удобная цифровая индикация, LED дисплей. — Повышенная морозоустойчивость. — Высокая надежность...
Рыжов Сергей · ЭТК Энергия · 20 мая · Россия · г Москва
Тиристорные однофазные стабилизаторы напряжения серии Classic
Компания LEDVÁNCE — один из ведущих мировых производителей осветительной техники: традиционных источников света, энергоэффективных светодиодных ламп, светильников, инновационных светотехнических решений для «умного дома». Продукция компании предназначена как для профессионального, специализированного применения, так и для конечного потребителя.